Диод определение. Диоды: принцип работы, виды, характеристики и применение полупроводниковых приборов

Что такое диод и как он работает. Какие бывают виды диодов. Каковы основные характеристики диодов. Где применяются диоды в электронике и технике. Как маркируются диоды.

Содержание

Что такое диод и как он работает

Диод — это полупроводниковый прибор с двумя электродами (анодом и катодом), который пропускает электрический ток только в одном направлении. Основной принцип работы диода заключается в создании p-n-перехода между областями с различными типами проводимости.

Как работает диод?

При подключении положительного потенциала к аноду диод открывается, сопротивление становится малым и ток свободно проходит через прибор
При подаче положительного потенциала на катод диод закрывается, его сопротивление резко возрастает и ток практически не проходит

Таким образом, диод выполняет функцию электронного клапана, пропуская ток только в прямом направлении от анода к катоду.

Основные виды и типы диодов

Существует множество типов диодов, различающихся по конструкции и назначению:

Выпрямительные диоды — для преобразования переменного тока в постоянный
Стабилитроны (диоды Зенера) — для стабилизации напряжения
Светодиоды — для генерации света
Фотодиоды — для преобразования светового излучения в электрический ток
Варикапы — диоды переменной емкости
Туннельные диоды — с участком отрицательного сопротивления на ВАХ
Импульсные диоды — для работы в импульсных схемах
СВЧ-диоды — для работы на сверхвысоких частотах

Каждый тип диодов имеет свои особенности конструкции и характеристики, определяющие область их применения.

Основные параметры и характеристики диодов

При выборе диодов для конкретной схемы необходимо учитывать их основные электрические параметры:

Максимальный прямой ток
Максимальное обратное напряжение
Прямое падение напряжения
Обратный ток

Емкость p-n-перехода
Время восстановления обратного сопротивления
Рабочая частота
Допустимая рассеиваемая мощность

Важнейшей характеристикой диода является его вольт-амперная характеристика (ВАХ), отражающая зависимость тока через диод от приложенного напряжения.

Применение диодов в электронике и технике

Благодаря своим уникальным свойствам диоды нашли широчайшее применение в самых разных областях:

Выпрямление переменного тока в блоках питания
Детектирование радиосигналов в приемниках
Стабилизация напряжения в схемах питания
Защита от неправильной полярности подключения
Индикация в светодиодных устройствах
Преобразование солнечной энергии в фотоэлементах
Генерация и усиление СВЧ-колебаний
Умножение частоты в радиотехнических схемах

Диоды являются одними из самых массовых электронных компонентов и входят в состав практически любого электронного устройства.

Маркировка и обозначение диодов

Для идентификации диодов применяется буквенно-цифровая маркировка, содержащая информацию о типе прибора и его основных параметрах:

Первый элемент — буква или цифра, обозначающая материал (Г — германий, К — кремний и т.д.)
Второй элемент — буква, указывающая на тип диода (Д — выпрямительный, С — стабилитрон и т.д.)
Третий элемент — цифра, обозначающая функциональное назначение
Четвертый элемент — порядковый номер разработки

На корпусе диода также может быть нанесена цветовая маркировка или условное графическое обозначение для определения полярности выводов.

Преимущества и недостатки полупроводниковых диодов

Диоды обладают рядом важных достоинств:

Компактные размеры
Низкая стоимость
Высокая надежность и большой срок службы

Возможность работы на высоких частотах
Малое время переключения
Низкое энергопотребление

К недостаткам можно отнести:

Чувствительность к перегреву
Зависимость параметров от температуры
Ограниченный диапазон рабочих напряжений и токов

Тем не менее, преимущества диодов значительно перевешивают их недостатки, что обуславливает их широчайшее применение.

Тенденции развития и перспективы диодной техники

Развитие технологий производства полупроводниковых приборов позволяет постоянно улучшать характеристики диодов:

Повышение быстродействия и рабочих частот
Увеличение предельно допустимых токов и напряжений
Миниатюризация корпусов
Улучшение температурной стабильности параметров
Снижение прямого падения напряжения
Повышение КПД и снижение потерь

Перспективными направлениями являются разработка новых типов диодов на основе широкозонных полупроводников, создание интегральных диодных сборок, применение нанотехнологий.

Умножительный диод — определение термина

Термин и определение

полупроводниковый диод, предназначенный для умножения частоты.

Еще термины по предмету «Электроника, электротехника, радиотехника»

Страничная организация памяти

организация памяти, при которой адрес ячейки рассматривается как состоящий из двух частей, причем старшая часть указывает на страницу (субмодуль), а младшая является адресом слова на данной странице (в данном субмодуле).

Ширина полосы пропускания радиоприемного устройства на уровне X дБ

ширина полосы частот, в границах которой коэффициент усиления радиоприемного устройства от входа до устройства демодуляции иди детектирования уменьшается по отношению к наибольшему значению на x дб.

Штыревая конструкция nолупроводникового прибора (Stud base device)

конструкция, состоящая из массивного металлического основания, снабженного штырем для резьбового соединения, изолятора и жесткого или гибкого вывода.

Научные статьи на тему «Умножительный диод»

Схема структуры кремниевого полупроводникового диода. …
Диоды классифицируются по: Назначению на генераторные, выпрямительные, импульсные, умножительные, параметрические…
Исследование полупроводникового диода и его основные параметры Исследование полупроводникового диода…
Диапазон частот полупроводникового диода….
диод в прямом направлении.

Статья от экспертов

Pin диодов. Светодиодов….
Полупроводниковые диоды Определение 2 Полупроводниковый диод — это электронный прибор, который…
Пример схемы кремниевого диода изображен на рисунке ниже. Рисунок 1. Схема кремниевого диода….
По данному признаку различают варикапы, стабисторы, стабилитроны, СВЧ-диоды, фотодиоды, светодиоды, диоды…
По данному признаку различают генераторные, умножительные, настроечные, выпрямительные, параметрические

Статья от экспертов

Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!

📝 Напиши термин
✍️ Выбери определение из предложенных или загрузи свое
🤝 Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины, с помощью удобных и приятных карточек

Возможность создать свои термины в разработке

Еще чуть-чуть и ты сможешь писать определения на платформе Автор24. Укажи почту и мы пришлем уведомление с обновлением ☺️

Привет! Рады, что термин оказался полезен 🤩

Для копирования текста подпишись на Telegram bot. Удобный поиск по учебным материалам в твоем телефоне

Подписаться и скачать термин

Включи камеру на своем телефоне и наведи на qr-код. Edu24_bot откроется на устройстве

Привет! Рады, что термин оказался полезен 🤩

Подписчики нашего бота Edu24_bot получают определение прямо в телеграмм! Просто перейди по ссылке ниже

Скачать термин

Включи камеру на своем телефоне и наведи на qr-код. Edu24_bot откроется на устройстве

определение, особенности, схема и применение :: SYL.ru

Что такое диод? Это элемент, получивший различную проводимость. Она зависит от того, как именно течет электрический ток. Применение устройства зависит от цепи, которой нужно ограничение следования данного элемента. В этой статье мы расскажем об устройстве диода, а также о том, какие виды существуют. Рассмотрим схему и то, где применяются эти элементы.

История появления

Так вышло, что работать над созданием диодов стало сразу два ученых: британец и немец. Следует заметить, что их открытия немного отличались. Первый основал изобретение на ламповых триодах, а второй — на твердотельных.

К сожалению, в то время наука не смогла сделать прорыв в этой сфере, однако для размышлений было дано очень много поводов.

Через несколько лет снова были открыты диоды (формально). Томас Эдисон запатентовал это изобретение. К сожалению, во всех своих работах при жизни это ему не пригодилось. Поэтому подобную технологию развивали другие ученые в разные годы. До начала XX века эти изобретения были названы выпрямителями. И только спустя время Вильям Иклз использовал два слова: di и odos. Первое слово переводится как два, а второе – путь. Язык, на котором было дано название, является греческим. И если переводить выражение полностью, то «диод» означает «два пути».

Принцип работы и основные сведения о диодах

Диод в своем строении имеет электроды. Речь идет об аноде и катоде. Если первый имеет положительный потенциал, то диод называется открытым. Таким образом, сопротивление становится маленьким, а ток проходит. Если же потенциал положительный имеется у катода, то диод не раскрыт. Он не пропускает электрический ток и имеет большой показатель сопротивления.

Как устроен диод

В принципе, что такое диод, мы разобрались. Теперь нужно понять, как он устроен.

Корпус зачастую изготавливается из стекла, металла или же керамики. Чаще всего вместо последней используются определенные соединения. Под корпусом можно заметить два электрода. Наиболее простой будет иметь нить небольшого диаметра.

Внутри катода располагается проволока. Она считается подогревателем, так как имеет в своих функциях подогрев, который совершается по законам физики. Нагревается диод за счет работы электрического тока.

При изготовлении также используется кремний или германий. Одна сторона прибора имеет нехватку электродов, вторая — их переизбыток. За счет этого создаются специальные границы, которые обеспечивает переход типа p-n. Благодаря ему ток проводится в том направлении, в котором это необходимо.

Характеристики диодов

Диод на схеме уже показан, теперь следует узнать, на что нужно обращать внимание при покупке устройства.

Как правило, покупатели ориентируются только по двум нюансам. Речь идет о максимальной силе тока, а также обратном напряжении на максимальных показателях.

Использование диодов в быту

Довольно часто диоды используют в автомобильных генераторах. То, какой диод выбрать, следует решать самому. Нужно заметить, что в машинах используются комплексы из нескольких приборов, которые признаны называться диодным мостом. Нередко подобные устройства встраиваются в телевизоры и в приемники. Если использовать их вместе с конденсаторами, то можно добиться выделения частот и сигналов.

Для того чтобы защитить потребителя от электрического тока, нередко в устройства встраивается комплекс из диодов. Такая система защиты считается довольно действенной. Также нужно сказать, что блок питания чаще всего у любых приборов использует такое устройство. Таким образом, светодиодные диоды сейчас довольно распространены.

Виды диодов

Рассмотрев, что такое диод, необходимо подчеркнуть, какие виды существуют. Как правило, приборы делятся на две группы. Первой считается полупроводниковая, а вторая не полупроводниковой.

На данный момент популярной является первая группа. Название связано с материалами, из которых такое устройство изготовлено: либо из двух полупроводников, либо из обычного металла с полупроводником.

На данный момент разработан ряд особых видов диодов, которые используются в уникальных схемах и приборах.

Диод Зенера, или стабилитрон

Этот вид используется в стабилизации напряжения. Дело в том, что такой диод при возникновении пробоя резко увеличивает ток, при этом точность максимально большая. Соответственно, характеристики диода такого типа довольно удивительны.

Туннельный

Если простыми словами объяснить, что это за диод, то следует сказать, что этот вид создает отрицательный тип сопротивления на вольт-амперных характеристиках. Зачастую такое приспособление используется в генераторах и усилителях.

Обращенный диод

Если говорить о данном типе диодов, то это устройство может изменять напряжение в минимальную сторону, работая в открытом режиме. Это устройство является аналогом диода тоннельного типа. Хоть и работает оно немного по другому признаку, но основано оно именно на вышеописанном эффекте.

Варикап

Данное устройство является полупроводниковым. Оно характеризуется тем, что имеет повышенную емкость, которой можно управлять. Зависит это от показателей обратного напряжения. Нередко такой диод применяется при настройке и калибровке контуров колебательного типа.

Светодиод

Данный тип диода излучает свет, но только в том случае, если ток течет в прямом направлении. Чаще всего именно это устройство используется везде, где следует создать освещение при минимальных затратах электроэнергии.

Фотодиод

Данное устройство имеет полностью обратные характеристики, если говорить о предыдущем описанном варианте. Таким образом, он вырабатывает заряды, только если на него попадает свет.

Маркировка

Нужно заметить, что особенностью всех устройств является то, что на каждом из элементов имеется специальное обозначение. Благодаря им, можно узнать характеристику диода, если он относится к полупроводниковому типу. Корпус состоит из четырех составных частей. Теперь следует рассмотреть маркировку.

На первом месте всегда будет стоять буква или цифра, которая говорит о материале, из которого изготовлен диод. Таким образом, параметры диода будет узнать несложно. Если указана буква Г, К, А или И, то это означает германий, кремний, арсенид галлия и индий. Иногда вместо них могут указываться цифры от 1 до 4 соответственно.

На втором месте будет указываться тип. Он также имеет разные значения и свои характеристики. Могут быть выпрямительные блоки (Ц), варикапы (В), туннельные (И) и стабилитроны (С), выпрямители (Д), сверхвысокочастотные (А).

Предпоследнее место занимает цифра, которая будет указывать на область, в которой применяется диод.

На четвертом месте будет установлено число от 01 до 99. Оно будет указывать на номер разработки. Помимо этого, на корпус производитель может наносить различные обозначения. Однако, как правило, их используют только на устройствах, создаваемых для определенных схем.

Для удобства диоды могут маркироваться графическими изображениями. Речь идет о точках, полосках. Логики в данных рисунках нет никакой. Поэтому для того, чтобы понять, что имел в виду производитель, придется ознакомиться с инструкцией.

Триоды

Этот вид электродов является аналогом диода. Что такое триод? Он немного по комплексу своему похож на описываемые выше устройства, однако имеет другие функции и конструкцию. Основное различие между диодом и триодом будет заключаться в том, что у него есть три вывода, и чаще всего его самого называют транзистором.

Принцип работы рассчитана на то, что, используя небольшой сигнал, будет выводиться ток в цепь. Диоды и транзисторы используются практически в каждом устройстве, которое имеет электронный тип. Речь идет также и о процессорах.

Плюсы и минусы

Лазерный диод, как и любой другой, имеет преимущества и недостатки. Для того чтобы подчеркнуть достоинства данных устройств, необходимо их конкретизировать. Помимо этого, составим и небольшой список минусов.

Из плюсов следует отметить небольшую стоимость диодов, отличный ресурс работы, высокий показатель службы эксплуатации, еще можно использовать данные устройства при работе с переменным током. Также нужно отметить небольшие размеры, которые позволяют размещать устройства на любой схеме.

Что касается минусов, то нужно выделить, что не существует на данный момент устройств полупроводникового типа, которые можно использовать в приборах с высоким напряжением. Именно поэтому придется встраивать старые аналоги. Также нужно заметить, что на диоды очень пагубно сказываются высокая температура. Она сокращает срок эксплуатации.

Немного интересных сведений о диодах

Первые экземпляры имели совершенно небольшую точность. Именно поэтому характеристики устройств были довольно плохими. Лампы-диоды приходилось распаковывать. Что же это означает? Некоторые устройства могли получать совершенно разные свойства, даже изготовленные в одной партии. После отсева негодных приспособлений элементы проходили маркировку, в которой описывались их реальные характеристики.

Все диоды, которые изготовлены из стекла, получили особенность: они чувствительны к свету. Таким образом, если прибор может открываться, то есть имеет крышку, то вся схема будет работать совершенно по-разному, в зависимости от того, открыто пространство для света или закрыто.

Игнитрон | электроника | Британика

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Обзор недели
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Товарищи
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.

Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Britannica Beyond
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!